स्टारलिंक से खुला अंतरिक्ष का रहस्य: पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल का नक्शा तैयार

क्योटो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक अभूतपूर्व अध्ययन में, इंटरनेट कनेक्टिविटी के लिए डिज़ाइन किए गए लगभग 1,200 स्टारलिंक उपग्रहों के सार्वजनिक रूप से उपलब्ध कक्षीय डेटा का उपयोग करके पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल, जिसे थर्मोस्फीयर कहा जाता है, का 482 किलोमीटर की ऊंचाई पर घनत्व का एक विस्तृत दो-आयामी नक्शा तैयार किया है। यह नई विधि पृथ्वी के सबसे कठिन-से-अवलोकन वाले वायुमंडलीय क्षेत्रों में से एक का अध्ययन करने के लिए एक क्रांतिकारी दृष्टिकोण प्रस्तुत करती है, जो वैज्ञानिकों को अंतरिक्ष के इस महत्वपूर्ण हिस्से की बेहतर समझ प्रदान कर रही है। हाल ही में प्रकाशित यह शोध, मौजूदा वाणिज्यिक उपग्रहों के वैज्ञानिक उपयोग को रेखांकित करता है।

एक मुश्किल क्षेत्र का अध्ययन

थर्मोस्फीयर पृथ्वी की सतह से लगभग 100 से 1,000 किलोमीटर ऊपर तक फैला हुआ है। हालांकि इन ऊंचाइयों पर वायुमंडल अत्यंत पतला होता है, फिर भी इसमें इतनी गैस होती है कि वह निम्न पृथ्वी कक्षा में यात्रा करने वाले उपग्रहों पर 'ड्रैग' या वायुमंडलीय खिंचाव उत्पन्न कर सके। यह खिंचाव धीरे-धीरे अंतरिक्ष यान की कक्षाओं को बदलता है, जिससे वायुमंडलीय घनत्व उपग्रहों की गति की भविष्यवाणी करने में एक महत्वपूर्ण कारक बन जाता है। हालांकि, बड़े भौगोलिक क्षेत्रों में थर्मोस्फीयर घनत्व के विस्तृत माप प्राप्त करना हमेशा चुनौतीपूर्ण रहा है। पारंपरिक तरीकों में अक्सर सीमित अवलोकन बिंदु या विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए उपग्रहों की आवश्यकता होती है, जो महंगे और तैनात करने में समय लेने वाले होते हैं। क्योटो विश्वविद्यालय की टीम ने इस समस्या का समाधान करने का प्रयास किया है, एक समर्पित वायुमंडलीय-निगरानी नक्षत्र तैनात करने के बजाय पहले से कक्षा में संचालित उपग्रहों का उपयोग करके। यह दृष्टिकोण न केवल लागत प्रभावी है बल्कि पहले से मौजूद विशाल डेटासेट का लाभ भी उठाता है।

स्टारलिंक एक सेंसर के रूप में

शोधकर्ताओं ने लगभग 482 किलोमीटर की ऊंचाई पर काम कर रहे लगभग 1,200 स्टारलिंक उपग्रहों के सार्वजनिक रूप से उपलब्ध कक्षीय डेटा की जांच की। यह विधि वायुमंडलीय ड्रैग पर निर्भर करती है। जैसे ही कोई उपग्रह अत्यंत पतले थर्मोस्फीयर से गुजरता है, गैस के कण प्रतिरोध पैदा करते हैं जो धीरे-धीरे उसकी कक्षा को प्रभावित करता है। इस कक्षीय व्यवहार का विश्लेषण करके, वैज्ञानिक अंतरिक्ष यान के आसपास के वायुमंडल के घनत्व का अनुमान लगा सकते हैं।

व्यक्तिगत उपग्रहों की जांच करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने पूरे नक्षत्र से प्राप्त मापों को संयोजित किया। चूंकि उपग्रह विभिन्न कक्षीय पथों पर यात्रा करते हैं, उनकी गतिविधियां पृथ्वी के कई हिस्सों से अवलोकन प्रदान करती हैं। टीम ने तब टोमोग्राफी नामक एक तकनीक लागू की, जिसका उपयोग आमतौर पर चिकित्सा इमेजिंग में विभिन्न दिशाओं से एकत्र किए गए मापों से संरचनाओं के पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है। इस मामले में, शोधकर्ताओं ने थर्मोस्फीयर घनत्व के भौगोलिक वितरण का पुनर्निर्माण करने के लिए उपग्रह कक्षीय जानकारी का उपयोग किया। यह दृष्टिकोण उन्हें एक व्यापक और एकीकृत तस्वीर बनाने में सक्षम बनाता है, जो केवल एक बिंदु पर माप से कहीं अधिक जानकारीपूर्ण है।

वायुमंडलीय नक्शे का निर्माण

इस विश्लेषण से पृथ्वी से लगभग 482 किलोमीटर ऊपर थर्मोस्फीयर घनत्व का एक दो-आयामी अक्षांश-देशांतर स्नैपशॉट तैयार हुआ। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि शोधकर्ताओं के पहले के काम ने स्टारलिंक के टू-लाइन एलिमेंट (TLE) कक्षीय डेटा का उपयोग करके यह जांच की थी कि थर्मोस्फीयर घनत्व समय और ऊंचाई के साथ कैसे बदलता है। नया शोध एक क्षैतिज आयाम जोड़ता है, जिससे वैज्ञानिकों को घनत्व में भौगोलिक भिन्नताओं की जांच करने की अनुमति मिलती है।

शोधकर्ताओं ने अपने परिणामों की तुलना यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के स्वार्म उपग्रहों के अवलोकनों से भी की। स्टारलिंक डेटा से प्राप्त घनत्व पैटर्न ने स्वार्म अवलोकनों के साथ मजबूत संगति दिखाई, जो इस नई पद्धति की विश्वसनीयता और सटीकता को प्रमाणित करता है। यह दर्शाता है कि वाणिज्यिक उपग्रह नक्षत्र, जिन्हें मूल रूप से अन्य उद्देश्यों के लिए डिज़ाइन किया गया था, अमूल्य वैज्ञानिक डेटा स्रोत के रूप में कार्य कर सकते हैं। भविष्य में, यह तकनीक अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणी, उपग्रहों के लिए बेहतर कक्षीय पथ डिजाइन करने और पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में होने वाली जटिल प्रक्रियाओं को समझने में मदद कर सकती है। इससे अंतरिक्ष मलबे की निगरानी और उनके प्रभावों का मूल्यांकन करने में भी सहायता मिल सकती है। यह अध्ययन अंतरिक्ष अनुसंधान के क्षेत्र में नए रास्ते खोलता है, जहाँ 'अवसर के सेंसर' का उपयोग करके महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोजें की जा सकती हैं।